설계/시공관련 질문

복사냉방시스템(COOLFORT)와 전전화주택에 대한 질문

G 황성민 3 810 2023.07.14 15:35

안녕하세요,

 

뒤늦게 잡자재의 복사냉방시스템에 대한 피코네 기술세미나를 시청했습니다.

 

예전에는 결로 문제 때문에 복사냉방에 대해 부정적인 시각을 가지고 있었는데 기술세미나를 시청하면서 새롭게 개안하는 기분이 들었습니다. 제가 생각하고 있던 복사냉방의 문제점을 제대로 해결하는 솔루션을 찾아주시고 상품화까지 해 주셔서 감사합니다. 패시브하우스에 관심을 가진 건축주들이 많이 채택해주셔서 제가 집을 지을때 쯤(ㅎㅎ) 보편적인 시스템이 되기를 진심으로 기원합니다.

 

질문을 드리는 배경을 먼저 말씀드리겠습니다.

 

평소에 집을 짓게되면 냉방과 난방을 어떻게 해야 에너지 사용량을 최소화 할 수 있을까 고민하고 자료를 찾아보다가 시스템에어컨 실외기에 냉방전용만 있는 것이 아니라 냉난방 겸용도 있으며, 냉난방 겸용 중에도 냉난방 절환형과 냉난방 동시형이 있다는 것을 알게 되었습니다.

 

그래서 냉난방 겸용 시스템에어컨을 설치한다면 가스 보일러 없이 난방이 가능할 것이고 주방 취사도 가스렌지 없이 인덕션을 쓰면 집에서 소비하는 모든 에너지를 전기로 통일하고 가스 사용을 완전히 없앨 수 있겠다는 생각을 하고 있었습니다. 기술세미나에서 이것을 전전화주택이라고 한다는 것도 알았습니다.

 

L사의 시스템에어컨 카탈로그를 열심히 공부해 본 결과 단독주택 같은 소규모 건축물에서는 아쉽게도 현실성이 떨어진다는 결론을 내리고 내심 접고 있었습니다. 그런데 기술세미나를 시청하니 다시 희망이 보이네요. 감사합니다.

 

이제 질문입니다.

 

1. 잡자재의 복사냉방시스템 COOLFORT의 구성을 보니 실외기가 두 개로 되어 있습니다. 하나는 전열교환환기장치의 인입공기(SA)의 과냉각을 통해 습기를 제거하는 역할을 하고 다른 하나는 복사냉방 및 인입공기 온도 조절을 위한 냉각수를 식히는 역할을 하는 것이죠.

 

시스템에어컨의 경우 보통 용량이 큰 실외기 하나에 실내기 여러개를 연결하는 구성으로 되어 있는데요, 복사냉방시스템에서도 마찬가지로 용량이 더 큰 실외기 하나에서 냉매를 분기해 습기 제거와 냉각수 냉각을 함께 하지 않고 각각 실외기를 따로 설치한 이유가 궁금합니다. 비용(가성비) 때문인가요? 아니면 다른 이유가 있는건가요?

 

2. 전전화주택에 대한 질문입니다. 냉방과 난방, 온수 등 보통 에어컨과 보일러가 담당하는 모든 것을 히트펌프 기반 전기에너지로 대체하는 경우에 히트펌프 실외기를 냉난방 절환형이 아닌 냉난방 동시형으로 하면 에너지 효율을 더 높일 수 있을것 같은데 이게 가능할까요?

 

L사 시스템에어컨 카탈로그를 보면, 냉난방 동시형 실외기에 냉방용 실내기와 난방 및 온수용 시스템보일러를 연결하는 사례가 있습니다. 주택에서 냉방과 난방을 동시에 하는 경우는 (거의) 없겠지만, 여름철에는 냉방과 온수를 함께 사용하는 경우를 생각할 수 있습니다. 냉난방 동시형 실외기를 사용하면 냉방용 실내기에서 얻은 열량을 시스템보일러에 사용하는 방식으로 COP를 10 이상으로 높게 구현할 수 있다고 합니다. 아무래도 냉난방 동시형 실외기는 규모가 큰 건물에서 주로 사용하기에 열용량이 큰 제품 위주로 나오는 것으로 알고 있기는 하지만, 혹시 단독주택에 적용할 수 있는 수준의 작은 용량 제품이 있는지 궁금합니다.

 

 

감사합니다! 

Comments

9 잡자재 2023.07.14 20:12
안녕하세요. 잡자재입니다.
1. 2대의 실외기가 들어간 것은 한랭지에서 히트펌프의 효율이 낮아지는 구간 때문에 물을 가열하는 용도로는 용량이 꽤 큰 히트펌프가 필요합니다. 하지만 제습시에는 냉방열교환효율이 높은 로터리방식의 환기장치가 상당량의 현열 및 잠열 부하를 낮춰주기에 작은 용량의  히트펌프로도 제습이 가능합니다. 그리고 히트펌프의 저압구간 효율이 좋아졌다고 하여도 두개의 용량을 합쳐서 큰 놈 하나를 설치하여 20~30%의 저압구간에서 작동시키면 효율이 떨어지게 됩니다.
무엇보다 집의 성능에 따라 달라집니다만 과냉각 후 리히팅하는 에너지를 바닥으로 이동시키는 것만으로도 패시브하우스의 현열부하를 커버할 수 있습니다.
결론적으로 건물의 면적과 성능에 따라 달라지지만 패시브하우스는 정격 600W(200~1000W)급 히트펌프 하나로 냉방 및 제습이 가능하게 됩니다. 하지만 이 작은 히트펌프로 난방 및 급탕부하를 커버하는 것은 불가능합니다.
위와 같은 이유로 2개의 히트펌프가 적용되었습니다.

2. 냉방이 필요한 여름철 시수온도는 약 20~25도 정도이며 4인가족 기준 일 400L, 40도 온수를 사용한다고 가정하였을 때 17.5×400=7000kcal의 열량이 필요하며 여름철 히트펌프의 난방효율이 COP5~6정도가 나오는 것을 감안하면 30일에 45kWh 안밖으로 온수를 쓸 수 있습니다.
물론 이를 공짜로 쓰면 더할나위 없겠습니다만...
작은 용량의 제품이 없습니다. ㅠㅠ
감사합니다.
G 황성민 2023.07.15 00:19
자세한 설명에 감사드립니다.

제가 제대로 이해했는지 확인하는 차원에서, COOLFORT에서 제습용 실외기는 열용량이 작은 (딱 제습을 위한 공기 과냉각만 하면 되는) 냉방전용이고 다른 실외기는 열용량이 큰 냉난방 겸용인거라고 생각하면 될까요?

아니면, 여름철 복사냉방(제습+냉방)을 전담하는 냉방용 저용량 실외기와 겨울철 난방을 전담하는 난방용 실외기를 따로 설치하는 것인가요?

어느쪽이든, 제가 생각한 실외기 하나로 모든 상황을 담당히도록 하는것 보다는 실외기를 역할에 따라 나누는 쪽이 효율이 더 좋겠습니다.

감사합니다!
9 잡자재 2023.07.15 17:13
넵 맞습니다.
제습용 실외기는 딱 제습이 될 정도로 작은 사이즈이고 냉난방 및 급탕용은 난방 및 급탕 부하에 맞춰 큰 사이즈입니다.
집의 성능에 따라 제습 및 냉방으로 작동되는 소용량 히트펌프의 용량이 부족할 경우 큰 사이즈의 히트펌프가 냉방모드로 작동되게 됩니다. 반대로 난방시에는 소용량 히트펌프도 난방으로 작동되게 됩니다.